SU1749509A1

SU1749509A1 - Engine-driven compressor

Info

Publication number: SU1749509A1
Application number: SU904824358A
Authority: SU
Inventors: Василий Гаврилович Путилин
Original assignee: В.Г.Путилин
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Использование: изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано как в стационарных, так и в передвиж- ных компрессорных станци х. Цель изобретени - улучшение компактности. Сущность изобретени : мотокомпрессбр содержит группы цилиндров 1 и 2 двигател и цилиндров 3 и 4 компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигател и комUsage: the invention relates to mechanical engineering and can be used both in stationary and mobile compressor stations. The purpose of the invention is to improve the compactness. SUMMARY OF THE INVENTION: a motor-compressor includes groups of cylinders 1 and 2 of an engine and cylinders 3 and 4 of a compressor, auxiliary units, pistons of an engine and

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано как в ста- ционарных, так и в передвижных компрессорных станци х.The invention relates to mechanical engineering and can be used both in stationary and mobile compressor stations.

Известны мотокомпрессоры (передвижные компрессорные станции ПКС-5, ПК-1 и др.), где на колесном шасси установлены поршневой двухступенчатый компрессор и поршневой двигатель внутреннего сгорани (ДВС) дл привода первого.Known motor-compressors (mobile compressor stations PKS-5, PC-1, etc.), where a two-stage piston compressor and internal combustion piston engine (ICE) are installed on the wheel chassis for driving the first one.

Недостатком вл етс то, что преобразованное (с поступательно-возвратного на вращательное) движение в ДВС передаетс компрессору, где происходит обратный процесс преобразовани движени , что снижает общий КПД станции вследствие траты энергии на преобразование движени и наличи средств (кривошипно-шатун- ных механизмов) дл его осуществлени . Кроме того, автоматически не регулируетс дозировка подачи топлива в рабочие цилиндры в зависимости от нагрузки компрессора , что приводит к неэкономичному расходованию (сжиганию) топлива.The disadvantage is that the converted (from translational-return to rotational) motion in the internal combustion engine is transmitted to the compressor, where the reverse process of motion conversion occurs, which reduces the overall efficiency of the station due to the waste of energy for motion conversion and the availability of funds (crank mechanisms) for its implementation. In addition, the dosage of the fuel supply to the working cylinders is not automatically adjusted depending on the compressor load, which leads to uneconomical consumption (combustion) of the fuel.

Известен также мотокомпрессор - компрессорна установка бескривошипно-ша- тунной конструкции дл перекачивани природного газа. Установка содержит компрессор двойного действи , цилиндр компрессора , расположенный соосно с рабочими цилиндрами двигател , размещенными с противоположных сторон, а их поршни жестко соединены штоками, средства продувки полости цилиндра и автоматической дозировки подачи топлива в рабочие цилиндры двигател в зависимости от нагрузки компрессора.Also known is a motor-compressor — a compressor unit of a crankless design for pumping natural gas. The installation contains a dual-action compressor, a compressor cylinder located coaxially with engine working cylinders located on opposite sides, and their pistons are rigidly connected by rods, means for purging the cavity of the cylinder, and automatic metering of fuel supply to the engine working cylinders depending on the compressor load.

Недостатком этой установки вл етс то, что в рабочем цилиндре двигател не фиксируетс (не задерживаетс ) поршень в крайних мертвых точках (к.м.т.), следовательно , после открыти выпускного окна цилиндра газы устремл ютс в коллектор (атмосферу), а сжатый рабочий зар д отталкивает поршень в обратном направлении, что снижает степень сжати , при этом перекрываетс выпускное (продувочное) окно, что снижает качество продувки полости цилиндра . Указанные факторы снижают КПД двигател .The disadvantage of this installation is that in the working cylinder of the engine the piston is not fixed (does not linger) at extreme dead points (kmt), therefore, after opening the exhaust port of the cylinder, the gases rush into the collector (atmosphere) and the compressed the working charge pushes the piston in the opposite direction, which reduces the degree of compression, thus closing the outlet (purge) window, which reduces the quality of the purge of the cylinder cavity. These factors reduce the efficiency of the engine.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс мотокомп- реееор, содержащий группы цилиндровThe closest in technical essence to the present invention is a motor-komplektor, containing groups of cylinders

двигател и компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигател и компрессора, размещенные в цилиндрах и соединенные между собой штоками с выступами, приводной двигатель, кулачковый элемент, установленный на валу приводного двигател , синхронизирующий механизм, причем поршни групп цилиндров двигател и компрессора кинематически св заны с синхронизирующим механизмом, выступы штоком поршней установлены с возможностью взаимодействи с кулачковым элементом, а цилиндры двигател и компрессора в каждой группе цилиндров расположены на одной оси.engine and compressor, auxiliary units, engine and compressor pistons located in cylinders and interconnected by rods with protrusions, drive engine, cam element mounted on the drive engine shaft, a synchronizing mechanism, the pistons of the engine and compressor groups are kinematically connected with the synchronizing mechanism, the protrusions of the piston rod are installed with the ability to interact with the cam element, and the cylinders of the engine and compressor in each group of cylinders are located on the same axis.

Недостатком мотокомпрессора вл етс то, что его цилиндропоршневые группы размещены некомпактно. Кроме того, мотокомпрессор не обеспечен устройством автоматической регулировки подачи топлива вThe disadvantage of the motor-compressor is that its cylinder-piston groups are not compact. In addition, the motor-compressor is not provided with a device for automatic adjustment of the fuel supply to

рабочие цилиндры в зависимости от нагрузки генератора.working cylinders depending on the generator load.

Цель изобретени -улучшение компактности мотокомпрессора.The purpose of the invention is to improve the compactness of the motor-compressor.

Указанна цель достигаетс тем, что вThis goal is achieved by the fact that

мотокомпрессоре, содержащем группы цилиндров двигател и компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигател и компрессора, размещенные в цилиндрах и соединенные между собой штоками с выступами , приводной двигатель, кулачковый элемент, установленный на валу приводного двигател , синхронизирующий механизм , причем поршни групп цилиндров двигател и компрессора кинематическиmotor compressor containing engine and compressor cylinder groups, auxiliary units, engine and compressor pistons located in cylinders and interconnected by protrusion rods, drive engine, cam element mounted on the drive engine shaft, synchronizing mechanism, with pistons of engine and compressor groups kinematically

св заны с синхронизирующим механизмом, выступы штоков поршней установлены с возможностью взаимодействи с кулачковым элементом, а цилиндры двигател и компрессора в каждой группе цилиндров расположены на одной оси, согласно изобретению группы цилиндров установлены параллельно между собой и коаксиально выходному валу приводного двигател , а вспомогательные агрегаты кинематически св заны валом приводного двигател .associated with a synchronizing mechanism, the protrusions of the piston rods are installed with the ability to interact with the cam element, and the cylinders of the engine and compressor in each group of cylinders are located on the same axis, according to the invention, the groups of cylinders are installed parallel to each other and coaxially to the output shaft of the drive engine, and the auxiliary units are kinematically are connected by a drive motor shaft.

На чертеже схематично представлен мотокомпрессор сечение.The drawing shows a schematic section of a motor-compressor.

Мотокомпрессор содержит группы рабочих (силовых) цилиндров 1 и 2 двигател и цилиндров 3 и 4 компрессора (ступенчатого двойного действи ), размещенные в цилиндрах 1-4 поршни 5-8, при этом поршни 5 и 7 соединены штоком 9, а поршни 6 и 8 - штоком 10, штоки 9 и 10 имеют выступы 11, Мотокомпрессор содержит также приводной двигатель 12, кулачковые элементы 13, установленные на валу 14 приводного двигател 12, синхронизирующий механизм, имеющий зубчатые рейки 15 и промежуточ- ную шестерню 16, причем поршни 5-8 групп цилиндров 1 и 2 двигател и цилиндров 3 и 4 компрессора кинематически св заны с синхронизирующим механизмом, выступы 11 штоков 9 и 10 установлены с возможно- стью взаимодействи с кулачковыми элементами 13, а цилиндры 1 и 2 двигател и цилиндры 3 и 4 компрессора в каждой группе цилиндров расположены на одной оси, группы цилиндров 1 и 3 и цилиндров 2 и 4 установлены параллельно между собой и коаксиально выходному валу 14 приводного двигател 12. Вспомогательные агрегаты (топливный насос, масл ный насос, распределительный вал, система зажигани и т.д не показаны) кинематически св заны с валом 14 приводного двигател 12. Вал 14 приводитс в движение коленчатым валом1 17 двигател 12 с рабочими цилиндрами 18The motor compressor contains groups of working (power) cylinders 1 and 2 of the engine and cylinders 3 and 4 of the compressor (stepped double action), pistons 5-8 placed in cylinders 1-4, with pistons 5 and 7 connected by a rod 9, and pistons 6 and 8 - rod 10, rods 9 and 10 have protrusions 11, the motor compressor also contains a drive motor 12, cam elements 13 mounted on the shaft 14 of the drive engine 12, a synchronizing mechanism having gear racks 15 and an intermediate gear 16, and pistons 5-8 groups of cylinders 1 and 2 of the engine and cylinders 3 and 4 of the compressor the kinematically associated with the synchronization mechanism, the protrusions 11 of the rods 9 and 10 are installed with the possibility of interaction with the cam elements 13, and the cylinders 1 and 2 of the engine and the cylinders 3 and 4 of the compressor in each group of cylinders are on the same axis, the groups of cylinders 1 and 3 and cylinders 2 and 4 are installed in parallel with each other and coaxial to the output shaft 14 of the drive engine 12. Auxiliary units (fuel pump, oil pump, camshaft, ignition system, etc.) are not shown kinematically connected to the drive shaft 14 engine 12. The shaft 14 is driven by crankshaft 17 of the engine 12 valom1 with working cylinders 18

Силовые цилиндры 1 и 2 содержат вы- пускные(продувочные)окна 19, подпоршне- вые пространства 20 клапаны 21-23 и каналы 24.Power cylinders 1 and 2 contain exhaust (purge) openings 19, sub-piston spaces 20, valves 21-23 and channels 24.

Цилиндры 3 и 4 компрессора содержат клапаны 25-27. Сжатый воздух поступает в ресивер 28, который воздуховодом 29 соединен с цилиндром 30, содержащим поршень 31, нагруженный пружиной 32 и соединенный т гой 33 с заслонками 34 каналов 35 подачи топлива Cylinders 3 and 4 of the compressor contain valves 25-27. Compressed air enters the receiver 28, which is connected by duct 29 to a cylinder 30 containing a piston 31 loaded with a spring 32 and connected with a connecting rod 33 to the valves 34 of the fuel supply channels 35

Мотокомпрессор работает следующим образом.Motocompressor works as follows.

При повороте вала 14 от коленчатого вала 17 рабочих цилиндров 18 его кулачковые элементы 13 (сектор 90°) освобождаютWhen turning the shaft 14 from the crankshaft 17 of the working cylinders 18, its cam elements 13 (sector 90 °) release

от фиксации выступы 11 штоков 9 и 10, после чего сжигаетс топливо в силовом цилиндре 1 и его поршень 5, прид в движение, подготовит через зубчатые рейки 15 и шестерню 16 поршень 6 силового цилиндра 3 к рабочему циклу, т.е. поршни 5 и 6 перемест тс в противоположные к.м.т. за врем поворота вала 14 на 90°. При последующем его повороте на 90° кулачковые элементы 13 через выступы 11 штоком 9 и 10 осуществл ют дальнейшее продвижение поршней 5 и 6 к их к.м.т,, создава таким образом заданную степень сжати рабочего зар да в силовом цилиндре 2, при этом открываетс полностью продувочное окно 19, через которое в силовом цилиндре 1 осуществл етс интенсивна продувка его полости за счет поступающего туда по каналу 24 и через клапан 22 сжатого воздуха из его подпорш- невого пространства 20, куда через клапан 21 поступает воздух из атмосферы при движении поршн 5 в обратном направлении.from fixing the protrusions 11 of the rods 9 and 10, after which the fuel is burned in the power cylinder 1 and its piston 5, coming into motion, will prepare the piston 6 of the power cylinder 3 through the gear racks 15 and gear 16, i.e. pistons 5 and 6 move to the opposite KTM. during the rotation of the shaft 14 to 90 °. When it is rotated 90 ° further, the cam elements 13, through the protrusions 11 by the rod 9 and 10, further advance the pistons 5 and 6 to their kmt, thus creating a predetermined degree of compression of the working charge in the actuator 2, a full purge port 19 opens, through which in the cylinder 1 it is intensively purged by its cavity due to compressed air coming in through channel 24 and through valve 22 from its sub piston space 20, where air from the atmosphere flows through valve 215 in the opposite direction.

8силовом цилиндре 2 процесс протекает аналогично.8-cylinder 2, the process proceeds similarly.

Поршень 5 силового цилиндра 1 через шток 10 приводит в работу поршень 7 цилиндра 3 компрессора двойного действи . Поршень 6 силового цилиндра 2 через штокThe piston 5 of the power cylinder 1, through the rod 10, drives the piston 7 of the cylinder 3 of a double-acting compressor. The piston 6 of the power cylinder 2 through the rod

9приводит в работу поршень 8 цилиндра 4 компрессора также двойного действи . Воздух (газ) через клапаны 25 поступает в цилиндр 3, а оттуда дл получени ступенчатости через клапаны 26 поступает в цилиндр 4 и через клапаны 27 в ресивер 289 actuates the piston 8 of the cylinder 4 of the compressor also of double action. Air (gas) through the valves 25 enters the cylinder 3, and from there to obtain gradation through the valves 26 enters the cylinder 4 and through the valves 27 to the receiver 28

По мере возрастани давлени в нем поршень 31 цилиндра 30 сжимает пружину 32 и через т гу 33 воздействует на заслонку 34, увеличива проход (сечение) дл топлива из каналов 35 подачи топлива. При снижении давлени в ресивере 28 пружина 32 выводит поршень 31 в соответствующее положение , тем самым уменьша проход дл топлива.As the pressure in it increases, the piston 31 of the cylinder 30 compresses the spring 32 and, through the pull 33, acts on the valve 34, increasing the passage (cross section) for fuel from the fuel supply channels 35. By reducing the pressure in the receiver 28, the spring 32 pulls the piston 31 into the appropriate position, thereby reducing the passage for the fuel.

Таким образом достигаетс автоматическа дозировка подачи топлива в силовые цилиндры 1 и 2 двигател в зависимости от нагрузки компрессора.In this way, automatic fuel metering to the power cylinders 1 and 2 of the engine is achieved, depending on the compressor load.

Claims

Invention Formula

1 Motor-compressor containing engine and compressor cylinder groups, auxiliary units, engine and compressor pistons located in cylinders and interconnected by means of protrusions, drive engine, cam element mounted on the drive engine shaft, synchronizing mechanism, and pistons of cylinder groups

the engine and the kinematic compressor, cylinder groups are set to be connected with a synchronizing mechanism, parallel to each other and coaxially the protrusions of the piston rods are installed to a similar drive shaft, and the cylinders of the engine 5

2. The motor-compressor according to claim 1, from the head of the compressor in each group of cylinders and with the fact that the auxiliary units are located on the same axis, which are differently kinematically connected with the drive shaft and with the aim of improving compact the engine